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JPH02139559A - Preparation of resist pattern to be used in semiconductor device - Google Patents

Preparation of resist pattern to be used in semiconductor device

Info

Publication number
JPH02139559A
JPH02139559A JP1103208A JP10320889A JPH02139559A JP H02139559 A JPH02139559 A JP H02139559A JP 1103208 A JP1103208 A JP 1103208A JP 10320889 A JP10320889 A JP 10320889A JP H02139559 A JPH02139559 A JP H02139559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diazide
naphthoquinone
resist pattern
photoresist layer
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1103208A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0743534B2 (en
Inventor
Susumu Ichikawa
市川 進
Masanori Miyabe
宮部 将典
Yoshiaki Arai
荒井 喜晶
Shingo Asaumi
浅海 慎五
Akira Yokota
晃 横田
Hisashi Nakane
中根 久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd filed Critical Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority to JP1103208A priority Critical patent/JPH0743534B2/en
Publication of JPH02139559A publication Critical patent/JPH02139559A/en
Publication of JPH0743534B2 publication Critical patent/JPH0743534B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve sensitivity and heat resistance of a resist compsn. to be used in a semiconductor device and to permit extremely fine working by using a specified photosensitive compsn. CONSTITUTION:A photoresist layer consisting of an alkali-soluble resin(e.g. cresol novolak resin) blended with >=3wt.% compd. expressed by the formula is formed on a semiconductor wafer. The photoresist layer is then exposed to active rays(e.g. ultraviolet rays) through a specified mask, and the exposed part is dissolved selectively with weak alkaline aq. soln. and removed to form a resist pattern. In the formula, D is a naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl group or a naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl group.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ICやLSIなどの超微細加工を必要とする
半導体デバイス用の耐熱性レジストパターンを製造する
方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a method of manufacturing a heat-resistant resist pattern for semiconductor devices such as ICs and LSIs that require ultrafine processing.

従来の技術 従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセ
スにおいては、ホトエツチング法による微細加工として
シリコンウェハー上にホトレジスト組成物の薄膜を形成
し、その上に半導体デバイスのパターンが描かれたマス
クパターンを紫外線照射などにより転写したのち現像し
、このようにして得られたレジストパターンを保護膜と
して該シリコンウェハーをエツチングするという方法が
とられている。この方法においてはホトレジスト組成物
の均一な厚さの薄膜を得るために、通常該ホトレジスト
組成物を有機溶剤に溶解し、この溶液をスピンナーなど
により塗布する。この際用いられる有機溶剤としては、
該組成物に対し良好な溶解能を有するケトン類、エステ
ル類、セロソルブ類が最適とされ、また塗布の均−性及
び乾燥性の点から沸点が125〜165℃の範囲のもの
に限定されている。
Conventionally, in the manufacturing process of semiconductor devices such as ICs and LSIs, a thin film of a photoresist composition is formed on a silicon wafer as microfabrication using a photoetching method, and a mask pattern with a semiconductor device pattern is formed on the thin film of a photoresist composition on a silicon wafer. A method is used in which the resist pattern is transferred by irradiation with ultraviolet rays or the like and then developed, and the silicon wafer is etched using the resist pattern thus obtained as a protective film. In this method, in order to obtain a thin film of a photoresist composition having a uniform thickness, the photoresist composition is usually dissolved in an organic solvent, and this solution is applied using a spinner or the like. The organic solvent used at this time is
Ketones, esters, and cellosolves that have good dissolution ability for the composition are considered optimal, and are limited to those with a boiling point in the range of 125 to 165°C from the viewpoint of uniformity of application and drying properties. There is.

ところで、ポジ型ホトレジスト組成物として、芳香族ポ
リヒドロキシ化合物のナフトキノン−1,2−ジアジド
スルホン酸エステル(以下アジドエステルと略称する)
を感光成分として含有したものが好適であることはすで
に公知である。しかしながら、このアジドエステルを含
有して成るホトレジスト組成物を有機溶剤に溶解してホ
トレジスト組成物の溶液とする場合、ケトン系溶剤では
該アジドエステルは極めて良く溶解するものの、溶液中
で著しく分解して保存安定性に難点があり、また、エス
テル系溶剤及びセロソルブ系溶剤においては、該アジド
エステルの保存安定性は良いものの、溶解性が良好でな
く、時間の経過とともに微細な結晶が析出するものが多
い。このため使用可能なアジドエステルにおける芳香族
ポリヒドロキシ化合物ハ、フェノールノボラック樹脂、
フレ/ −ル/ボラック樹脂、没食子酸エステル、ポリ
ヒドロキシベンゾフェノンなどに制限されており、より
高感度化のアジドエステルにおける芳香族ポリヒドロキ
シ化合物としてはこれらのなかでも特に単位分子当りの
水酸基を多く含有する没食子酸エステル類やポリヒドロ
キシベンゾフェノン類の中から選ばれるのが普通である
。ポリヒドロキシベンゾフェノン類のナフトキノン−1
,2−ジアジドスルホン酸エステルについても、例えば
テトラヒドロキシベンゾフェノン類のジエステルやトリ
エステルを印刷版の製造用として用いることが提案され
ている(米国特許第3.106.465号明細書、同第
3.148゜983号明細書)。
By the way, as a positive photoresist composition, naphthoquinone-1,2-diazide sulfonic acid ester (hereinafter abbreviated as azido ester) of an aromatic polyhydroxy compound is used.
It is already known that those containing as a photosensitive component are suitable. However, when a photoresist composition containing this azide ester is dissolved in an organic solvent to form a solution of the photoresist composition, although the azide ester dissolves extremely well in a ketone solvent, it decomposes significantly in the solution. Storage stability is a problem, and in ester-based solvents and cellosolve-based solvents, although the storage stability of the azide ester is good, the solubility is not good, and fine crystals may precipitate over time. many. For this purpose, aromatic polyhydroxy compounds in azide esters, phenolic novolac resins,
The aromatic polyhydroxy compounds used in azide esters for higher sensitivity are limited to Fres/-Fle/borac resins, gallic acid esters, polyhydroxybenzophenones, etc. Among these, aromatic polyhydroxy compounds that contain a particularly large number of hydroxyl groups per unit molecule are used. It is usually selected from gallic acid esters and polyhydroxybenzophenones. Naphthoquinone-1 of polyhydroxybenzophenones
, 2-diazide sulfonic acid esters, for example, the use of diesters and triesters of tetrahydroxybenzophenones for the production of printing plates has been proposed (U.S. Pat. No. 3,106,465; 3.148°983 Specification).

これらのポリヒドロキシベンゾフェノン類のす7トキノ
ンー1.2−ジアジドスルホン酸エステルにおいては、
ベンゾフェノン核のカルボニル基と水酸基との間の水素
結合の存在により有機溶媒中での溶解性及び併用される
樹脂との相容性が確保されるため、少なくとも1個の水
酸基が遊離状で残存することが必要とされている。
In these polyhydroxybenzophenones, 7-toquinone-1,2-diazide sulfonic acid esters,
The presence of a hydrogen bond between the carbonyl group of the benzophenone nucleus and the hydroxyl group ensures solubility in organic solvents and compatibility with the resin used in combination, so at least one hydroxyl group remains in a free form. That is what is needed.

発明が解決しようとする課題 しかしながら、これらの公知のポリヒドロキシベンゾフ
ェノン類のナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸
エステルは、印刷版のような精度をあまり必要としない
用途においては特に問題はないが、半導体デバイスのよ
うに超微細加工を必要とする用途においては感度が不足
する上に、耐熱性の点で必ずしも満足しうるものとはい
えない。したがって、これまで半導体デバイスを得るた
めの満足しうる方法は知られていないのが実情でありI
こ。
Problems to be Solved by the Invention However, these known naphthoquinone-1,2-diazide sulfonic acid esters of polyhydroxybenzophenones do not pose any particular problems in applications that do not require much precision, such as printing plates. In applications requiring ultrafine processing such as semiconductor devices, the sensitivity is insufficient and the heat resistance is not necessarily satisfactory. Therefore, the reality is that no satisfactory method for obtaining semiconductor devices has been known to date.
child.

本発明の目的は、IC1LSIのような超微細加工を必
要とする半導体デバイス製造用のレジストパターンを製
造する方法を提供することである。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a resist pattern for manufacturing a semiconductor device such as an IC1LSI that requires ultrafine processing.

課題を解決するための手段 本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、感光成分として
2.3.4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの
ナフトキノン−1,2−ジアジドスルホン酸テトラエス
テルを用いることにより、前記目的を達成しうろことを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
Means for Solving the Problems As a result of extensive research, the present inventors used naphthoquinone-1,2-diazidosulfonic acid tetraester of 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone as a photosensitive component. As a result, the inventors discovered that the above object could be achieved, and based on this knowledge, they completed the present invention.

これまで、テトラヒドロキシベンゾフェノンのナフトキ
ノン−1,2−ジアジドスルホン酸エステルについては
、少なくとも1個の遊離の水酸基の存在が必要であると
されていたにもかかわらず、前記のごとくすべての水酸
基が置換されたテトラエステルが超微細加工に適し、か
つ優れた耐熱性を示すということは全く予想外のことで
あった。
Until now, for naphthoquinone-1,2-diazide sulfonic acid ester of tetrahydroxybenzophenone, although it has been thought that the presence of at least one free hydroxyl group is necessary, as mentioned above, all hydroxyl groups are It was completely unexpected that substituted tetraesters are suitable for ultrafine processing and exhibit excellent heat resistance.

すなわち、本発明は、−最大 (式中のDはす7トキノンー1.2−ジアジド−5−ス
ルホニル基又はす7トキノンー1.2−ジアジド−4・
スルホニル基である) で表わされる化合物を少なくとも3重量%含有する感光
成分を配合したアルカリ可溶性樹脂を半導体ウェハー上
に塗布してホトレジスト層を形成させたのち、これに所
定のマスクパターンを通して活性線を照射し、次いで弱
アルカリ性水溶液により露光部分を選択的に溶解除去す
ることを特徴とする半導体デバイス用レジストパターン
の製造方法を提供するものである。
That is, the present invention provides - maximum (in the formula D is 7-toquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl group or 7-toquinone-1,2-diazide-4.
After coating a semiconductor wafer with an alkali-soluble resin containing a photosensitive component containing at least 3% by weight of a compound represented by a sulfonyl group to form a photoresist layer, actinic radiation is applied to the photoresist layer through a prescribed mask pattern. The present invention provides a method for producing a resist pattern for a semiconductor device, which comprises irradiating the resist pattern and then selectively dissolving and removing the exposed portion with a weakly alkaline aqueous solution.

本発明方法において、ホトレジスト層の感光成分中に含
有される前記−最大(1)で表わされる化合物は、2.
3.4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンのす7
トキノンー1.2−ジアジド−5−スルホン酸テトラエ
ステル又はナフトキノン−1,2−ジアジド−4−スル
ホン酸テトラエステルであり、これらは、例えば2.3
,4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンとナフト
キノン−1,2−ジアジド−5−スルホニルクロリド又
はす7トキノンー1.2−ジアジド−4−スルホニルク
ロリドとをジオキサンに溶解し、常温で炭酸アルカリ又
は炭酸水素アルカリの水溶液を滴下して縮合反応を起こ
させ、次いで得られl;反応生成物を中和し、精製する
ことにより製造することができる。
In the method of the present invention, the compound represented by the above-mentioned maximum (1) contained in the photosensitive component of the photoresist layer is 2.
3.4.4'-Tetrahydroxybenzophenone 7
toquinone-1,2-diazido-5-sulfonic acid tetraester or naphthoquinone-1,2-diazide-4-sulfonic acid tetraester, which are, for example, 2.3
, 4,4'-Tetrahydroxybenzophenone and naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride or 7-toquinone-1,2-diazide-4-sulfonyl chloride are dissolved in dioxane, and the solution is dissolved in alkali carbonate or hydrogen carbonate at room temperature. It can be produced by dropping an aqueous alkali solution to cause a condensation reaction, then neutralizing and purifying the reaction product.

本発明の組成物における前記−最大(1)で表わされる
化合物の含有量は感光成分中の3重量%であることが必
要であり、この量より少ないとその効果が十分に発揮さ
れない。
The content of the compound represented by maximum (1) in the composition of the present invention must be 3% by weight in the photosensitive component, and if the amount is less than this, the effect will not be fully exhibited.

この感光成分中には、前記−最大(I)で表わされる化
合物以外に、必要に応じ、2.3.4.4’−テトラヒ
ドロキシベンゾフェノンのす7トキノン・1.2・ジア
ジドスルホン酸トリエステル、ジエステル、モノエステ
ルはもちろんのこと、他のキノンジアジド基含有化合物
、例えばオルトベンゾキノンジアジド、バラベンゾキノ
ンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアン
トラキノンジアジド又はオルトナフトキノンジアジドス
ルホン酸エステル類などのこれらの核置換誘導体、さら
にはオルトキノンジアジドスルホニルクロリドと水酸基
又はアミノ基をもつ化合物、例えばフェノール、p−メ
トキシフェノール、ジメチルフェノール、ヒドロキノン
、ビスフェノールA1ナフトール、ピロカテコール、ピ
ロガロール、ピロガ、ロールモノメチルエーテル、ピロ
ガロール−1,3−ジメチルエーテル、没食子酸、水酸
基を一部残しエステル化又はエーテル化されI;没食子
酸、アニリン、p−アミノジフェニルアミンなどとの反
応生成物などを、相容性があるかぎり、併用することが
できる。
In addition to the compound represented by (I) above, this photosensitive component may optionally contain 2,3,4,4'-tetrahydroxybenzophenone, Not only esters, diesters, and monoesters, but also other quinonediazide group-containing compounds, such as orthobenzoquinonediazide, parabenzoquinonediazide, orthonaphthoquinonediazide, orthoanthraquinonediazide, or their nuclear substituted derivatives such as orthonaphthoquinonediazide sulfonic acid esters; Furthermore, compounds having orthoquinonediazide sulfonyl chloride and a hydroxyl group or an amino group, such as phenol, p-methoxyphenol, dimethylphenol, hydroquinone, bisphenol A1 naphthol, pyrocatechol, pyrogallol, pyroga, roll monomethyl ether, pyrogallol-1,3-dimethyl ether , gallic acid, esterified or etherified I with some hydroxyl groups left; reaction products with gallic acid, aniline, p-aminodiphenylamine, etc. can be used in combination as long as they are compatible.

本発明方法において、ホトレジスト層の被膜形成用物質
としてアルカリ可溶性樹脂が用いられる。
In the method of the present invention, an alkali-soluble resin is used as a coating material for the photoresist layer.

このアルカリ可溶性樹脂としては、例えばフェノール又
はクレゾールなどとのアルデヒド類とから製造されるノ
ボラック樹脂、ポリビニルアルコール、ポリビニルアル
キルエーテル、スチレンとアクリル酸との共重合体、メ
タクリル酸とメタクリル酸アルキルエステルとの共重合
体、ヒドロキシスチレンの重合体、ポリビニルヒドロキ
シベンゾエート、ポリビニルヒドロキシベンザルなどを
挙げることができる。
Examples of the alkali-soluble resin include novolac resins produced from aldehydes such as phenol or cresol, polyvinyl alcohol, polyvinyl alkyl ethers, copolymers of styrene and acrylic acid, and methacrylic acid and methacrylic acid alkyl esters. Examples include copolymers, hydroxystyrene polymers, polyvinylhydroxybenzoate, and polyvinylhydroxybenzal.

これらのアルカリ可溶性樹脂は、前記−最大(I)で表
わされる化合物を含む感光成分10重量部当り、通常5
〜200重量部、好ましくは10〜60重量部の範囲で
用いられる。アルカリ可溶性樹脂が多すぎるとレジスト
画像の忠実性が劣り転写性が悪くなり、また少なすぎる
とレジスト膜の均一性が悪く解像力も低下する。
These alkali-soluble resins are usually used in an amount of 5 parts by weight per 10 parts by weight of the photosensitive component containing the compound represented by maximum (I) above.
It is used in a range of 200 parts by weight, preferably 10 to 60 parts by weight. If the amount of alkali-soluble resin is too large, the fidelity of the resist image will be poor and the transferability will be poor, and if it is too small, the uniformity of the resist film will be poor and the resolution will also be reduced.

本発明方法におけるホトレジスト層の形成には、前記の
感光成分とアルカリ可溶性樹脂とを適当な溶剤に溶解し
て溶液の形で用いるのが好ましい。
For forming the photoresist layer in the method of the present invention, it is preferable to use the photosensitive component and the alkali-soluble resin dissolved in a suitable solvent in the form of a solution.

このような溶剤の例としては、アセトン、メチルエチル
ケトン、シクロヘキサノン、イソアミルケトンなどのケ
トン類:エチレングリコール、エチレングリコールモノ
アセテート、ジエチレングリコール又はジエチレングリ
コール七ノアセテートのモノメチルエーテル、モノエチ
ルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテ
ル又はモノフェニルエーテルなどの多価アルコール類及
びその誘導体ニジオキサンのような環式エーテル類:及
び酢酸メチル、酢酸エチノ呟酢酸ブチルなどのエステル
類を挙げることができる。これらは単独で用いてもよい
し、また2種以上混合して用いてもよい。
Examples of such solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, isoamyl ketone; monomethyl ether, monoethyl ether, monopropyl ether, monobutyl ether of ethylene glycol, ethylene glycol monoacetate, diethylene glycol or diethylene glycol heptanoacetate; Alternatively, polyhydric alcohols such as monophenyl ether, derivatives thereof, cyclic ethers such as dioxane, and esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの中で、多価アルコール類及びその誘導体、いわ
ゆるセロソルブ系溶剤は、半導体デバイスの微細加工用
ホトレジスト組成物に特に好ましく用いられる。
Among these, polyhydric alcohols and their derivatives, so-called cellosolve solvents, are particularly preferably used in photoresist compositions for microfabrication of semiconductor devices.

このホトレジスト層には、さらに必要に応じて相容性の
ある添加物、例えば感光成分の感度を上げるための増感
剤、レジスト膜の性能などを改良するための付加的樹脂
、可塑剤、安定剤あるいは現像した像をより一層可視的
にするための着色料などの慣用されているものを添加含
有させることができる。
This photoresist layer may further contain compatible additives, such as sensitizers to increase the sensitivity of the photosensitive component, additional resins to improve resist film performance, plasticizers, stabilizers, etc., as required. It is possible to add and contain commonly used agents such as agents or coloring agents to make the developed image more visible.

本発明方法の実施態様の1例を示すと、まずシリコンウ
ェハーのような支持体上に感光成分とフェノールノボラ
ック樹脂などのアルカリ可溶性樹脂とを前記したような
適当な溶剤に溶かした溶液をスピンナーなとで塗布し、
乾燥して感光層を形成させ、次いで紫外線を発光させる
光源、例えば低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、
アーク灯、キセノンランプなどを用い所要のマスクパタ
ーンを介して露光するか、あるいは電子線を走査しなが
ら照射する。次にこれを現像液、例えば1〜2%水酸化
ナトリウム水溶液のような弱アルカリ性水溶液に浸せき
すると、露光によって可溶化した部分が選択的に溶解除
去されて、マスクパターンに忠実な画像を得ることがで
きる。
To illustrate one embodiment of the method of the present invention, first, a solution of a photosensitive component and an alkali-soluble resin such as a phenol novolac resin dissolved in an appropriate solvent as described above is placed on a support such as a silicon wafer using a spinner. Apply with
A light source that dries to form a photosensitive layer and then emits ultraviolet light, such as a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp,
Exposure is performed through a required mask pattern using an arc lamp, xenon lamp, etc., or irradiation is performed while scanning an electron beam. Next, when this is immersed in a developing solution, for example, a weakly alkaline aqueous solution such as a 1-2% aqueous sodium hydroxide solution, the portions made solubilized by exposure are selectively dissolved and removed, resulting in an image faithful to the mask pattern. Can be done.

発明の効果 本発明方法おいては、感光成分として少なくとも3重量
%の2.3.4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノ
ンのナフトキノン−1,2・ジアジド−5−スルホン酸
テトラエステル又はナフトキノン−1,2−ジアジド−
4−スルホン酸テトラエステルを含むものを用いるが、
このものは溶剤との相容性が極めてよいので、これを溶
液として用いる場合、経時による微細な結晶の析出は認
められない。また、前記感光成分は、従来公知の2.3
.4− トリヒドロキシベンゾフェノンのす7トキノン
ー1.2−;アシドスルホン酸トリエステルに比べて感
度及び耐熱性に優れており、例えば同一のアルカリ可溶
性樹脂を用い、該樹脂と感光成分の配合割合が同じにし
た場合、本発明方法におけるホトレジスト層は、2.3
.4− トリヒドロキシベンゾフェノンのナフトキノン
−1,2−ジアジドスルホン酸トリエステルを用いた組
成物に対して、約1.5倍の感度を有し、また耐熱性で
も30°C程度優れている。
Effects of the Invention In the method of the present invention, at least 3% by weight of naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonic acid tetraester of 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone or naphthoquinone-1, 2-Diazide-
One containing 4-sulfonic acid tetraester is used,
This product has extremely good compatibility with solvents, so when it is used as a solution, precipitation of fine crystals over time is not observed. Further, the photosensitive component is a conventionally known 2.3
.. 4-Trihydroxybenzophenone 7-toquinone-1.2-; Superior sensitivity and heat resistance compared to acidosulfonic acid triester, for example, when the same alkali-soluble resin is used and the blending ratio of the resin and photosensitive component is the same When the photoresist layer in the method of the present invention is 2.3
.. It has about 1.5 times the sensitivity of a composition using naphthoquinone-1,2-diazide sulfonic acid triester of 4-trihydroxybenzophenone, and is also superior in heat resistance by about 30°C.

このように、本発明方法においては感度や耐熱性に優れ
たホトレジスト層を用いているので、従来公知のホトレ
ジストを用いる場合に比べて紫外線などを照射して画像
を形成させるのに要する時間が短縮され、作業性が向上
する。さらに本発明方法により得られるレジストパター
ンはドライエツチング性にも優れ、特にIC,LSIな
どの半導体デバイスの製造用として好適に用いられる。
As described above, since the method of the present invention uses a photoresist layer with excellent sensitivity and heat resistance, the time required to form an image by irradiating ultraviolet rays is shorter than when using conventionally known photoresists. This improves work efficiency. Furthermore, the resist pattern obtained by the method of the present invention has excellent dry etching properties and is particularly suitable for use in manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs.

実施例 次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明する。Example Next, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples.

参考例1 2.3.4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン9
.89 (0,04モル)とナフトキノン−1,2−ジ
アジド−5−スルホニルクロリド26.89 (0,1
0モル)をジオキサン340gに溶解し、これに25重
量%炭酸ナトリウム水溶液24gを十分にかきまぜなが
ら30分〜1時間かけて滴下した。次いで35重量%塩
酸259をイオン交換水10009で希釈した希塩酸溶
液を加えて反応物を析出させ、得られた析出物をイオン
交換水でよく洗浄し、水分除去後乾燥した。
Reference example 1 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone 9
.. 89 (0,04 mol) and naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl chloride 26.89 (0,1
0 mol) was dissolved in 340 g of dioxane, and 24 g of a 25% by weight aqueous sodium carbonate solution was added dropwise thereto over 30 minutes to 1 hour while stirring thoroughly. Next, a diluted hydrochloric acid solution prepared by diluting 35% by weight hydrochloric acid 259 with ion-exchanged water 10009 was added to precipitate the reaction product, and the resulting precipitate was thoroughly washed with ion-exchanged water, water was removed, and then dried.

このようにして得られた乾燥物をテトラヒドロフランに
溶解し、日立655型液体クロマトグラフ〔(日立製作
新製)、カラム5hodex KF−801(昭和を工
社製)3本とGPCカラム)) 、UVIDEO−10
0■型紫外検出器(日本分光社製)を用いて、波長31
0nmで分析した結果、310nmの波長での感度によ
る組成は、面積比でそれぞれテトラエステル26.4%
、ジエステル37.1%、モノエステル24.2%、未
反応物!2.3%であった。
The dried product thus obtained was dissolved in tetrahydrofuran, and a Hitachi 655 liquid chromatograph (manufactured by Hitachi Seisakusho, three columns 5hodex KF-801 (manufactured by Showa Kosha) and a GPC column)), UVIDEO -10
Using a 0■ type ultraviolet detector (manufactured by JASCO Corporation), wavelength 31
As a result of analysis at 0 nm, the composition according to the sensitivity at a wavelength of 310 nm was 26.4% tetraester in terms of area ratio.
, diester 37.1%, monoester 24.2%, unreacted material! It was 2.3%.

また、ゲルパーミェーションクロマトグラフィー(GP
C)において、反応生成物のピークは4本しか検出され
ておらず、その保持時間からテトラエステル、ジエステ
ル、モノエステル及ヒ未反応物と推定され、トリエステ
ルの存在はテトラエステルとジエステルのピークのスソ
とが重なり、その存在は確認されなかった。
In addition, gel permeation chromatography (GP)
In C), only four reaction product peaks were detected, and based on their retention times, it was assumed that they were tetraesters, diesters, monoesters, and unreacted products. Its existence was not confirmed as it overlapped with the suso of

参考例2 参考例1の反応生成物109をアセトン509に完全に
溶解させたのち、放置して沈殿を析出させた。沈殿を乾
燥するとともに、ろ液からアセトンを蒸発させて粘着性
のペースト状物質を得た。乾燥物及びペースト状物質の
GPC分析の結果では、乾燥物は純度99%以上のテト
ラエステルであり、ペースト状物はテトラエステルが3
%、残余がジエステル、モノエステル及び未反応物から
成る混合物であった。
Reference Example 2 After the reaction product 109 of Reference Example 1 was completely dissolved in acetone 509, it was allowed to stand to precipitate. The precipitate was dried and the acetone was evaporated from the filtrate to obtain a sticky paste-like substance. According to the results of GPC analysis of the dry material and the paste-like material, the dry material is a tetraester with a purity of 99% or more, and the paste-like material is a tetraester with a purity of 3.
%, the remainder was a mixture consisting of diester, monoester and unreacted materials.

参考例3 2.3.4− トリヒドロキシベンゾフェノン9.2g
(0,04モル)を用いる以外は、参考例1と同じ仕込
み割合及び反応条件で反応させ、得られた反応生成物を
GPC分析した結果、トリエステル53.6%、ジエス
テル29.7%、モノエステル11.3%、未反応物5
.4%であった。
Reference example 3 2.3.4-trihydroxybenzophenone 9.2g
(0.04 mol) was used, but the reaction was carried out under the same charging ratio and reaction conditions as in Reference Example 1. As a result of GPC analysis of the obtained reaction product, 53.6% of triester, 29.7% of diester, Monoester 11.3%, unreacted matter 5
.. It was 4%.

参考例4 参考例3の反応生成物logをアセトン509に完全に
溶解させたのち、放置して析出した沈殿とる液を参考例
2と同じ方法で処理し、得られた乾燥粉末及びペースト
状物質をGPC分析した結果、乾燥粉末は純度99%以
上のトリエステルであり、ペースト状物質はトリエステ
ル含量が10%以下であった。
Reference Example 4 After completely dissolving the reaction product log of Reference Example 3 in acetone 509, the precipitate that was left to stand was removed and the liquid was treated in the same manner as Reference Example 2 to obtain a dry powder and a paste-like substance. As a result of GPC analysis, the dry powder was a triester with a purity of 99% or more, and the paste-like material had a triester content of 10% or less.

実施例1〜3、比較例L 2 タレゾールノボラック樹脂(分子量3万、ポリスチレン
換算)89に対し、感光成分として参考例1の反応生成
物、参考例2の乾燥物及びペースト状物質、参考例4の
乾燥物質及びペースト状物質の各2gをそれぞれエチレ
ングリコールモノエチルエーテルアセテート23.3g
に溶解してホトレジスト組成物とし、これらをそれぞれ
スピンナーを用いてシリコンウェハーに塗布し、ホット
プレートで110℃、90秒間乾燥して膜厚1.3μm
のレジスト膜を得た。この膜に超高圧水銀灯露光装置(
キャノン社製PLA −500)を用いて、1秒から5
秒まで0.2秒間隔で露光したのち、2.38重量%の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で1分間
現像し、30秒間水洗して乾燥したときの感度を適性露
光時間(バターニングのために要する最少時間)として
測定した。
Examples 1 to 3, Comparative Example L 2 Talesol novolak resin (molecular weight 30,000, polystyrene equivalent) 89, the reaction product of Reference Example 1, the dried product and paste substance of Reference Example 2, and the reference example as photosensitive components 2 g each of the dry substance and pasty substance of No. 4 were added to 23.3 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate.
These were each applied to a silicon wafer using a spinner and dried on a hot plate at 110°C for 90 seconds to obtain a film thickness of 1.3 μm.
A resist film was obtained. This film was coated with an ultra-high pressure mercury lamp exposure device (
Using Canon PLA-500), from 1 second to 5
After exposure to light at intervals of 0.2 seconds, the sensitivity was determined by developing with a 2.38% by weight tetramethylammonium hydroxide aqueous solution for 1 minute, washing with water for 30 seconds, and drying. (minimum time required).

このようにして、シリコンウェハーのレジストパターン
を得た。次にこのレジストパターンヲソれぞれ130℃
、140°0.150℃、160℃、170℃の各温度
で20分間ベークして、そのパターンの変形の有無によ
り耐熱性の良、不良を評価した。次表に感度及び耐熱性
の測定結果を示す。
In this way, a resist pattern for a silicon wafer was obtained. Next, heat each resist pattern to 130℃.
, 140°, 0.150°C, 160°C, and 170°C for 20 minutes, and the heat resistance was evaluated as to whether the pattern was deformed or not. The following table shows the measurement results of sensitivity and heat resistance.

これから分かるように2.3.4.4’−テトラヒドロ
キシベンゾフェノンのテトラエステルは2.3.4−ト
リヒドロキシベンゾフェノンのトリエステルに比べて感
度及び耐熱性ともに優れている。
As can be seen, the tetraester of 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone is superior to the triester of 2.3.4-trihydroxybenzophenone in both sensitivity and heat resistance.

実施例4.5、比較例3〜5 実施例4.5及び比較例4.5はそれぞれ実施例2.3
及び比較例1,2におけるホトレジスト組成物を調製す
る際に、タレゾールノボラック樹脂と感光成分との配合
割合について、ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−
スルホニル基の量が一定になるように、自記分光光度計
を用いて、クレゾールノボラック樹脂の吸光度(感光波
長280nmの吸光度Abs280)とナフトキノン−
1,2−ジアジド−5−スルホニル基の吸光度(感度波
長345nmの吸光度Abs345)との比が一定、す
なわちAbs280/ Abs345= 3.90とな
るように、その以外は実施例2.3及び比較例1.2と
同じ方法、条件で調製して感度、耐熱性を測定した。
Example 4.5, Comparative Examples 3 to 5 Example 4.5 and Comparative Example 4.5 are respectively Example 2.3.
When preparing the photoresist compositions in Comparative Examples 1 and 2, the blending ratio of Talesol novolac resin and photosensitive component was
In order to keep the amount of sulfonyl groups constant, a self-recording spectrophotometer was used to compare the absorbance of cresol novolak resin (absorbance Abs 280 at a photosensitive wavelength of 280 nm) and naphthoquinone-
Example 2.3 and Comparative Example except that the ratio to the absorbance of the 1,2-diazide-5-sulfonyl group (absorbance Abs345 at a sensitivity wavelength of 345 nm) was constant, that is, Abs280/Abs345 = 3.90. It was prepared using the same method and conditions as 1.2, and its sensitivity and heat resistance were measured.

比較例3は感光成分として参考例3の反応生成物を用い
る以外は、前記と同様にしてホトレジスト組成物を調製
して感度、耐熱性を測定した。これらの結果を次表に示
す。
In Comparative Example 3, a photoresist composition was prepared in the same manner as described above except that the reaction product of Reference Example 3 was used as a photosensitive component, and the sensitivity and heat resistance were measured. These results are shown in the table below.

これから分かるように、2.3.4.4’−テトラヒド
ロキシベンゾフェノンのテトラエステルは、2.3.4
−トリヒドロキシベンゾフェノンのトリエステルに比べ
て、感度及び耐熱性ともに優れている。
As can be seen, the tetraester of 2.3.4.4'-tetrahydroxybenzophenone is
-It has better sensitivity and heat resistance than triester of trihydroxybenzophenone.

比較例6 2.2’、4.4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン
9.8gを用いる以外は参考例1と同じ条件で反応させ
、得られた反応生成物をGPC分析したところ、テトラ
エステル、ジエステルはそれぞれ73.4%、2361
%で反応物は3.5%であった。この反応生成物2gと
クレゾールノボラック樹脂(分子量3万、ポリスチレン
換算)89をエチレングリコールモノエチルエーテルア
セテート23.3gに溶解し、実施例1〜5、比較例1
〜5によって得られた各ホトレジスト組成物の相容性と
を比較した。
Comparative Example 6 The reaction was carried out under the same conditions as in Reference Example 1 except that 9.8 g of 2.2',4.4'-tetrahydroxybenzophenone was used, and the resulting reaction product was analyzed by GPC. 73.4% and 2361 respectively
% of the reactant was 3.5%. 2 g of this reaction product and cresol novolak resin (molecular weight 30,000, polystyrene equivalent) 89 were dissolved in 23.3 g of ethylene glycol monoethyl ether acetate.
The compatibility of each photoresist composition obtained in Example No. 5 to No. 5 was compared.

その結果、実施例1〜5及び比較例1〜5においては、
1週間経過後においてもホトレジスト組成物中には沈殿
物の析出はみられなかったが、本例においては沈殿物の
析出があった。
As a result, in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5,
Although no precipitate was observed in the photoresist composition even after one week had elapsed, in this example, precipitate was precipitated.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中のDはナフトキノン−1、2−ジアジド−5−ス
ルホニル基又はナフトキノン−1、2−ジアジド−4−
スルホニル基である) で表わされる化合物を少なくとも3重量%含有する感光
成分を配合したアルカリ可溶性樹脂を半導体ウェハー上
に塗布してホトレジスト層を形成させたのち、これに所
定のマスクパターンを通して活性線を照射し、次いで弱
アルカリ性水溶液により露光部分を選択的に溶解除去す
ることを特徴とする半導体デバイス用レジストパターン
の製造方法。
[Claims] 1 General formula▲ Numerical formula, chemical formula, table, etc.▼ (D in the formula is naphthoquinone-1,2-diazide-5-sulfonyl group or naphthoquinone-1,2-diazide-4-
After coating a semiconductor wafer with an alkali-soluble resin containing a photosensitive component containing at least 3% by weight of a compound represented by a sulfonyl group to form a photoresist layer, actinic radiation is applied to the photoresist layer through a prescribed mask pattern. 1. A method for producing a resist pattern for a semiconductor device, comprising irradiating the resist pattern and then selectively dissolving and removing the exposed portion with a weakly alkaline aqueous solution.
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